第３２卷增刊Ⅱ 气象研究与应用 Ｖｏｌ｜３２ Ｓ２ ２０１１年１２月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩ ｌＮ Ｄｅｃ．２０１１ 文章编号：１６７３—８４１ｌ（２０１１）￥２－０２４３－０２ 户外ＬＥＤ显示屏防雷技术探讨 刘志明 ，李勇增 ，赖毅明２，张绍雄 （１．紫金县气象局，广东紫金５１７４００；２．河源市气象局，广东河源５１７０００） 摘要：通过对户外ＬＥＤ显示屏遭受雷击损害的主要途径进行初步的分析，并为此从直击雷、感应雷、钢结构反击的防 护以及如何做好接地措施等方面进行了防雷技术的探讨。 关键词：户外ＬＥＤ显示屏：防雷 １ 引言 大的电动势．这种现象称为电磁感应。当有带电的雷 云出现时．位于雷云下面的物体和传输线路都会感 近年来．户外ＬＥＤ显示屏以其亮度高、色彩鲜 应出与雷云相反的电荷．这种感应电荷在低压架空 艳、工作电压低、功耗小、性能稳定等优点而得到迅 线路上可高达１００ｋｖ，而在信号线路上也可达４Ｏ～ 速发展。并被广泛应用于广场、机场、车站、港口、体 ６０ｋｖ，这种现象称为静电感应。电磁感应和静电感应 育中心等公共场所，其传播功能在信息社会时代的 称为感应雷，它对设备的损害虽然没有直击雷强烈， 今天得到了极大的发挥。然而，随着ＬＥＤ显示屏内 但发生的概率却比直击雷要大得多。 的电子元器件集成度越来越高．其对抗干扰能力的 钢结构反击：当钢结构因雷电形成暂态高电位 要求也越来越高。雷电是户外ＬＥＤ显示屏一个很重 时．如果周围的金属体与其不共地，则钢结构与周围 大的干扰源。雷电往往可以通过多种方式危害ＬＥＤ 的金属体之间会出现暂态电位差．这种电位差在一 显示屏系统，对其造成机、电、热等效应的破坏。对电 定条件下会使得两者之间的空气间隙被击穿，即发 路集成化程度非常高的ＬＥＤ显示屏来说，雷电无疑 生雷电反击。在发生反击后，被反击的金属体带上 对其正常运行构成了严重威胁。因此，对户外ＬＥＤ 高电位。它又有可能继续对其周围的其他金属体反 显示屏进行雷电防护便显得尤为重要和有意义。 击。从而可能引发多个金属体之间的反击造成严重 ２户外ＬＥＤ显示屏系统的组成 的设备损坏。 户外ＬＥＤ显示屏系统一般由以下部分组成： ４户外ＬＥＤ显示屏综合防雷措施 （１）ＬＥＤ显示屏屏体部分：指的是单元箱体拼 ４．１直击雷的防护 接而成的屏体，其内部一般包含了电源、风扇以及若 ＬＥＤ显示屏系统户外部分在没有任何接闪器 干线材等，为全密封防水箱结构。 保护的情况下处于ＬＰＺＯＡ区，此时设备可能遭到直 （２）支撑显示屏的钢结构部分：指的是稳固显示屏 接雷击和导走全部雷电流。故ＬＥＤ显示屏系统户外 屏体以及连接挂靠的框架结构，一般采用钢材材料。 设备应首先考虑直击雷防护措施。针对直击雷的防 （３）控制系统部分：一般包含控制计算机、电源 护，可在支撑ＬＥＤ显示屏屏体的钢结构上安装２ ３ 线、信号线等要素。 根ｑｏ１２镀锌圆钢作为避雷针进行接闪。避雷针的高 ３户外ＬＥＤ显示屏遭受雷击主要途径 度依据显示屏屏体长度并按照防雷设计规范的第三 类防雷标准设计即可。 直击雷：雷云对地放电时，强大的雷电流直接击 值得提出的是，上面所述的直击雷防护办法仅 在露天的ＬＥＤ显示屏屏体上或电源、信号线缆上， 是从理论上给予分析和设计。然而实践证明，户外 由于雷电流幅值高达数十至数百千安，从而产生热、 ＬＥＤ显示屏安装了避雷针比没有安装避雷针的雷 电效应造成设备损坏或线缆熔断、损坏等。 击概率还要大些。这是因为避雷针作为接闪器，它是 感应雷：直击雷放电时，在附近产生强的瞬变电 通过制高点的尖端放电来吸引雷电流打在自身．从 磁场，处于电磁场中的设备和传输线路会产生出较 而保护周边设备的安全。如果避雷（下转第２６１页） 增刊Ⅱ 李昆飙，游飞： 《湛江东海岛钢铁基地》施工期间雷电风险及对策探讨 ２６１ 阻≤３０Ｉｌ。 度偏大，土壤电阻率特低，雷暴来向最多的地段，建 设临时办公室、工棚、设备仓库、材料堆场以及敷设金 属管道和施工机架等，减少人为雷击概率和损失。对 雷电特别敏感的工程、设施施工，要尽量避开每年的 （２）建立临时避险场所。为使工地工人接到雷电 预警后，尽快撤到安全场所，建议在工地内，每隔 １－２ｋｍ设置一个临时避险场所。场所严格按照相关 防雷规范设计安装防雷设施，并悬挂显眼指示标识， 方便寻找。 ５—８月份和中、下午雷电天气多发时段。雷雨时。停止 一切集中活动，力除人为的群死群伤雷击事故发生。 施工期间的防雷设施要定期检测。对检测结果 （３）做好供电设施防雷。由雷电波的频谱分析， 建筑物电源部分可吸取约９０％的雷电源，最易引起 感应雷击。一切供电设施要做好接地处理，线路安 装电源浪冲保护器。 （４）安装避雷针塔。为把雷电闪击最大限度地引 ５．５防雷设施定期检测 要及时维修维护，确保防雷设施运行安全可靠。 ６ 结束语 项目所在地雷暴天气出现频率极高，是我国三 大雷区之一。露天施工作业雷电风险更大，必须引 起足够重视。只要能根据所在地的雷暴特点与规律， 至避雷针、塔，减少雷电在施工区域落雷的概率。建 议在工地周边施工间隔较长，施工人员密集，地处迎 风方向，土壤电阻率较低地段和相对制高位置，设 计、安装若干座避雷针塔。 ５．４力除人为减少伤亡 根据施工现场雷电频繁和雷电有选择性的普通 合理规划，科学设防。措施得当，又能及时掌握雷暴 的预警预报信息，迅速响应，把人员伤亡降到国家强 制要求值（１０ ）以下，把经济损失降到国际推荐风险 值（１０ ）以下，是有可能的。 特点，建议不要在地质复杂。地下水位偏高，空气湿 ·●…·●…·●…·●…－●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…·●…－ＩＩ…·●…·●…·●…·●…·●…·●…－●…·●…·●…·●…－●…·●…·●…·●…·●…·●” （上接第２４３页） 针经常引雷，即使雷电不直接打在户外ＬＥＤ显示屏 上，避雷针在接闪雷电流时还是会在周围设备上感 应出雷电流，这样便使得被感应雷电流击坏设备的 概率也大很多。因此，如果户外ＬＥＤ显示屏周边有比 另外，针对电源线上感应的雷电流，应根据实际 供电电源在电源线上加装单相或三相电源避雷器： 针对信号线上感应的雷电流，应在信号线上加装信 号避雷器，信号避雷器样式应根据系统的信号接口 而定，如果是网线则安装网络信号避雷器，串行接口 则选择ＤＢ９接口避雷器等。所有避雷器的安装应尽 量靠近被保护设备。 ４．３钢结构反击的防护 针对钢结构有可能造成的雷电反击，应将ＬＥＤ 显示屏的金属外壳与钢结构相连，做好等电位连接， 并做好接地措施。 ４．４接地措施 较高大的建筑物，即使是离得远了些，也尽量还是不 要装设避雷针。 ４．２感应雷的防护 ＬＥＤ显示屏的传输线分为电源线和信号线。单 纯的传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生， 而且甚至还可能会引起直接雷击线缆的事故发生。 这是因为在土壤中埋入一条线缆就相当于土壤中有 一条土壤电阻率特别低的带。而在高土壤电阻率的 地方，如果中间存在一块低土壤电阻率的地区．该地 区受雷击率就较高。 采用带屏蔽层的线缆穿金属管埋地敷设．保持 钢结构的接地电阻值一般要求不超过１Ｏ欧姆。 如果接地电阻值超过ｌ０欧姆，则应在钢结构的旁边 再敷设一圈人工接地网并与其相连。接地网可采用 ２．５米长的４★４０规格的镀锌角钢打人地下．再用４ 六４０的镀锌扁钢连接起来，打入地下的角钢数量只 金属管的电气连通，对防护电磁干扰和电磁感应非 常有效，并且管直径越大，其转移阻抗越小。屏蔽效 果越好。如线缆全程穿金属管有难度时，可在线缆进 需能满足接地电阻小于ｌ０欧姆即可。另外，ＬＥＤ显 示屏的金属外壳、避雷器、金属线管等均应做好接地 措施，电源ＳＰＤ接地线截面积不能小于１６ｍｍ２．信 号ＳＰＤ接地线截面积不能小于１．５ｍｍ￣。 入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长 度不得小于１５米，且在两端应将线缆金属外皮、金 属管与防雷接地装置相连。